相对论空间的人族1号发射失败未能到达预定轨道，但验证了3D打印结构可行性

为了探索3D打印火箭结构的可行性，来自加州的航天初创公司相对论空间（Relativity Space）在2023年3月22日尝试发射了世界上第一枚3D打印火箭人族1号（Terran 1）。本次火箭发射任务被命名为“祝你好运，玩得开心”（GLHF），在最终的第三次发射尝试中，Terran 1号助推器从佛罗里达的卡纳维拉尔角空间站起飞，但未能进入轨道，最终坠入大西洋。

GLHF任务对于RelativitySpace和整个航天领域来说是一项重大成就，因为两级Terran 1火箭是首个主要使用3D打印技术制造的火箭。按质量计算，Terran 1由大约85%的3D打印材料组成，该公司还计划在即将推出的飞行器将这一比例提高到95%。

是什么原因导致了火箭的发射失败？

在飞行过程中，任务控制人员报告说Terran 1号火箭的末级出现了异常，导致其在到达轨道时失败。上级的目的是在飞行过程中启动独立的引擎，使火箭达到进入太空的必要速度。相对论空间公司的目标是将火箭运送到125英里高的轨道上数天，然后在重新进入大气层时烧毁，包括上面一级。

尽管发射不成功，但这次任务仍得到了一些有希望的结果。第一级火箭完成了它的预期目的，正确地升空和分离。然而，上面一级在关闭之前似乎点燃了，表明火箭的结构完整性仍然完好。

此前，相对论空间公司一直在对其3D打印火箭发动机进行全面测试，原定于2022年发射Terran 1火箭。它们的目标是证明直径7.5英尺的3D打印飞行器足够坚固，能够承受发射和太空旅行的严酷考验。这次发射是该公司火星任务计划的初始阶段。去年，该公司公布了与加利福尼亚州埃尔塞贡多的Impulse Space公司合作的计划，并在Terran R火箭上开发火星巡航器和火星登陆器，在2024年前没有确定的日期。

没能进入轨道，但仍然是成功的？

3月22日，Terran 1号完成了这项 "伟大壮举"，成为西方世界第一个发射3D打印甲烷燃料火箭到达太空的公司，本次火箭发射高度超过了100公里的卡曼线。此外，Terran 1号还确立了自己是第一个几乎完全由3D打印的火箭，成功飞行并通过了关键阶段，如Max-Q、主发动机切断（MECO）和第二级分离。据相对论空间公司称，这一成就是 "不仅对航空航天业，而且对整个人类都是一个了不起的里程碑"。

这枚两级消耗型火箭高110英尺，宽7.5英尺，第一级有九个Aeon发动机，第二级有一个Aeon Vac。所有的发动机以及火箭的结构都是用3D打印技术制作的。这些发动机依靠的是液氧（LOX）和液态天然气（LNG）的燃料组合，这不仅使它们适合火箭推进，而且还具有可重复使用性。此外，这项技术代表了向基于甲烷燃料的推进器过渡的关键一步，对火星发射任务尤其重要。

△Terran 1（GLHF）3D打印火箭。图片来自相对论空间。

Terran R--相对论空间公司的下一个任务

相对论空间公司表示，它已经在其未来工厂中开发了一款名为Terran R的火箭。Terran R的设计是为了完全可重复使用，它拥有一系列可重复使用的部件，包括发动机、第一级、第二级和有效载荷整流罩。该火箭计划从历史悠久的卡纳维拉尔角发射场起飞，预计在2024年进行首次发射。

△左图：Terran1号火箭。右：有效载荷能力提升20倍的Terran R火箭。图像来自相对论空间。

Terran R具有独特的空气动力学特征，其结构是通过算法生成和优化的。Relativity Space公司专有的3D打印工艺已经实现了算法生成和优化结构的创建。该公司表示，由软件和数据驱动的制造过程依赖于3D打印材料和新颖的设计几何形状，这在以前的传统制造技术中是不可能的。因此，由于RelativitySpace的先进制造方法，航天行业现在正经历着更快的进步和迭代率。

Terran R计划为商业和政府客户提供低地球轨道（LEO）及更远的太空旅游业务，这将是无可比拟的体验。该火箭的设计是为了满足日益增长的廉价太空旅行的需求，并满足公司迅速扩大的商业利益链条。此外，Terran R预计将为客户提供点对点的太空货运飞船，能够在地球、月球和火星之间执行任务。

相对论空间公司宣布了Terran R火箭开发过程中的一个重要里程碑，即与OneWeb签订了多次发射合同，这使得积压的发射合同总额达到了惊人的12亿美元。Relativity Space在2021年6月筹集了6.5亿美元，此举旨在加速TerranR的生产。

OneWeb首席技术官MassimilianoLadovaz说："我们对与Relativity达成的协议感到兴奋，我们长期以来一直钦佩Relativity，并认为它是航空航天制造业的真正颠覆者。毫无疑问，Relativity将为我们的发射计划在未来增加新的能力"。